Le magnétisme et l'électricité sont des phénomènes naturels connus depuis l'Antiquité. En 1820, le physicien danois Hans Christian Oersted observa qu'une aiguille de boussole déviait lorsqu'on la tenait près d'un fil conducteur. Il en conclut qu'un conducteur parcouru par un courant est entouré d'un champ magnétique qui influence l'aiguille de la boussole. Aujourd'hui, l'interaction entre l'électricité et le magnétisme s'explique par une élégante théorie physique, résumée par les équations de Maxwell.
À l'ère industrielle, l'importance et l'utilisation du magnétisme et des matériaux magnétiques se sont accrues, notamment grâce au développement des moteurs électriques. De nos jours, il serait difficile d'imaginer la vie sans les avantages des effets magnétiques et l'utilisation de matériaux magnétiques ; par exemple, les données numériques sont enregistrées sur des supports magnétiques comme les disques durs d'ordinateurs, et les moteurs électriques commencent à concurrencer les moteurs à essence. Cependant, le magnétisme est un phénomène indésirable lors des opérations de pesée.
Les forces magnétiques et leur influence sur le résultat de la pesée dépendent fortement de l'orientation de l'échantillon dans le champ magnétique. L'influence des forces magnétiques est stable dans le temps et n'est souvent détectée qu'après plusieurs pesées, car les résultats varient généralement en fonction de la position et de l'orientation de l'échantillon sur le plateau de pesée. Ce facteur exerce donc une influence négative latente sur la précision de la pesée.
Comment le magnétisme influence-t-il la pesée ?
Malgré ses avantages, le magnétisme est plutôt indésirable lors des pesées. Peser des matériaux magnétiques ou des récipients ou échantillons magnétisables peut déstabiliser le résultat ou compromettre la reproductibilité. Par exemple, lors de la pesée d'un échantillon ou d'un récipient contenant du fer, de l'acier, du cobalt ou du nickel, les utilisateurs peuvent observer les effets suivants :
- Les valeurs de poids sont stables, mais non reproductibles.
- Différentes valeurs s'affichent selon la position de l'échantillon sur le plateau de pesée.
Ces effets peuvent avoir l'une des deux causes suivantes :
- Si le matériau à peser est magnétisé, comme la tige d'un agitateur magnétique, le poids de l'échantillon est compensé par la force d'attraction exercée par son champ magnétique sur les parties magnétisables de la chambre ou de la cellule de pesée.
- Si la cellule de pesée est conçue selon le principe de la compensation de force électromagnétique, un aimant puissant est utilisé. Malgré des mesures de blindage rigoureuses, la balance est entourée d'un faible champ magnétique résiduel, susceptible d'influencer le résultat de la pesée en cas d'interaction avec l'échantillon ou le récipient.
Comment puis-je prendre en compte l'influence magnétique sur les résultats de pesée ?
Une solution simple et efficace pour contrer l'influence magnétique sur les résultats de pesée consiste à augmenter l'espace entre le matériau à peser et le plateau de pesée. Cette méthode fonctionne car l'interaction magnétique est proportionnelle au carré de la distance entre le matériau et la cellule de pesée. On peut souvent augmenter cette distance en plaçant simplement une pièce de verre, de bois, de métal non magnétique ou de plastique entre le plateau de pesée et l'échantillon.
Si cette solution est impossible, notamment pour les matériaux volumineux, on peut envisager la pesée sous plateau. Dans ce cas, pour augmenter la distance entre le matériau et le plateau de pesée, le matériau est fixé sous le plateau à l'aide d'un support adapté.
De même, si la distance ne peut être augmentée par manque de place, des écrans en matériaux magnétiques doux peuvent être utilisés pour remédier à ce problème. Ces écrans sont fabriqués à partir d'alliages de nickel-fer à haute perméabilité (connus sous le nom de Mu-métal) et sont disponibles sous différentes formes : feuilles, plaques ou tubes. En cas de difficultés de pesée d'échantillons ou de récipients magnétiques, les options mentionnées ci-dessus peuvent s'avérer utiles, mais la meilleure solution consiste à utiliser une balance spécialement conçue pour gérer les problèmes liés au magnétisme. Par exemple, la gamme de balances de laboratoire modulaires haut de gamme Cubis™ II est équipée de plateaux de pesée en titane non magnétique pour tous les modèles à haute résolution, à commencer par les balances analytiques. De plus, les balances ultra-micro et micro Cubis™ II possèdent un plateau de pesée et une base anti-courant d'air en titane, afin de réduire l'influence magnétique déstabilisante lors de la pesée d'échantillons ou de la tare de récipients contenant du fer, du cobalt ou du nickel.
L'orientation du porte-échantillon a-t-elle une incidence ?
Un problème supplémentaire peut survenir lors de l'orientation d'un porte-échantillon en acier inoxydable, notamment si un porte-échantillon spécifique est utilisé pour des applications client particulières, comme la pesée de flacons, de tubes ou de filtres à réaction. Si le porte-échantillon est pivoté, par exemple pour optimiser le positionnement lors du dosage de petites quantités de poudre, l'orientation des champs magnétiques se modifie, ce qui peut influencer la valeur de la pesée. Le même phénomène peut se produire si le plateau rond en acier inoxydable d'une balance ultra-micro ou micrométrique est légèrement pivoté.
Ce problème est toutefois impossible avec des pièces en titane. Comme indiqué précédemment, tous les porte-échantillons pour Cubis™ II sont fabriqués en titane de très haute qualité, garantissant ainsi une fiabilité optimale des pesées et des résultats précis, ainsi qu'une excellente résistance à la corrosion.
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